一種小平板天線的製作方法

2023-12-04 04:28:21

本發明屬於無線通信技術領域，具體涉及的是一種寬頻帶、高增益的小平板天線。

背景技術：

隨著微波技術的不斷發展，微波射頻已被應用到各行各業中，影響著我們的生活、學習和工作，隨處可見的wifi，智能穿戴技術和智能遙控技術等等。目前市面上小型、簡便的2.4ghz天線普遍是鞭狀天線，其具有體積小、價格低廉的優點，但是也存在駐波較差、增益較低，輻射能力弱的缺陷。

技術實現要素：

為此，本發明的目的在於提供一種寬頻帶、高增益的2.4ghz小平板天線。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種小平板天線，包括：一介質板，該介質板的正面設置有一蝶形槽單元，所述蝶形槽單元由一矩形槽及位於該矩形槽兩端且互相對稱的蝶翼構成，所述蝶翼的張角為θ；所述介質板的背面設置有一饋電微帶線單元，該饋電微帶線單元的一端連接饋電埠，且所述饋電微帶線單元靠近饋電埠的一側設置有一金屬塊；其中，所述饋電微帶線單元在介質板正面的投影位於兩對稱蝶翼之間，且所述兩蝶翼以饋電微帶線單元為中心軸左右對稱。

優選地，所述介質板的正面上方平行設置有一輻射體，該輻射體位於所述蝶形槽單元的正上方，且二者之間的間距h1為7～13mm。

優選地，所述介質板的正面為金屬接地面，且該金屬接地面中間蝕空形成蝶形槽單元區。

優選地，所述蝶翼的張角θ介於30°～150°之間。

優選地，所述蝶翼的張角θ為50°。

優選地，所述介質板的背面下方平行設置有一反射體，該反射體位於所述饋電微帶線單元的正下方，且二者之間的間距h2為9～15mm。

本發明提供的小平板天線，在介質板的正面接地面上設置有蝶形槽單元，而蝶形槽單元的上方設置有輻射體；介質板的背面上設置有饋電微帶線單元，饋電微帶線單元的下方設置有反射體。與現有技術相比，本發明實現了饋電層和輻射層的隔離，消除了二者相互間的影響，同時有效克服了傳統饋電方式帶來的電感效應和饋電網絡的寄生輻射，提高了天線的輻射能力和增益。

附圖說明

圖1為本發明天線的結構示意圖；

圖2為本發明介質板的結構示意圖；

圖3為本發明介質板的正面示意圖；

圖4為本發明介質板的背面示意圖；

圖5為本發明輻射體的結構示意圖；

圖6為本發明反射體的結構示意圖。

圖中標識說明：介質板10、正面11、蝶形槽單元111、背面12、饋電微帶線單元121、金屬塊122、饋電埠123、輻射體20、反射體30。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

請參閱圖1所示，圖1為本發明天線的結構示意圖。本發明提供了一種2.4ghz小平板天線，其包括有介質板10、設置於介質板10上方的輻射體20(見圖5)以及設置於介質板10下方的反射體30(見圖6)。

如圖2～圖4所示，介質板10的正面11為接地面(金屬面)，接地面上腐蝕出一個沒有金屬的區域，對應形成了蝶形槽單元111。

接地面上除蝶形槽單元111以外的均為金屬面，其中蝶形槽單元111是由一個矩形槽和位於矩形槽兩端且互相對稱的蝶翼構成(見圖3)。

在另外一些實施例中，蝶形槽單元也可直接由兩個對稱的蝶翼構成，而不需要中間的矩形槽。

蝶形槽單元111的蝶翼的張角為θ，其中θ介於30°～150°之間，而本實施例中優選為50°。

需要說明的是，蝶槽型的蝶翼張角θ、蝶翼的側邊長和寬都是由天線中心頻點和需展寬的頻帶決定的。

介質板10的背面12設置有饋電微帶線單元121，該饋電微帶線單元121為金屬，而且饋電微帶線單元121的長度和寬度根據介質板的材質、中心頻點以及與埠阻抗值來決定。

饋電微帶線單元121的一端連接饋電埠123，且所述饋電微帶線單元121靠近饋電埠123的一側設置有一個金屬塊122，通過設置金屬塊122可以很好的實現饋電單元與饋電埠之間阻抗匹配(見圖4)。

本實施例採用50ω的同軸線饋電，具有耐壓、功率容量大，衰減較小、簡單易匹配、通用性強的優點。

其中，所述饋電微帶線單元在介質板正面的投影位於兩對稱蝶翼之間，且所述兩蝶翼以饋電微帶線單元為中心軸左右對稱(見圖2)。

介質板10上的蝶形槽單元111與輻射體20之間的間距為h1為7～13mm，輻射體20為一塊金屬板，本實施例中選擇h1的距離是保證輻射單元接收饋電微帶線與蝶形槽耦合饋電最佳及輻射能力強，且使得天線體積小。

反射體30與介質板10上饋電微帶線單元121之間的間距h2為9～15mm，而h2的高度既能保證天線性能最佳，同時還使得天線的總體積最小。

需要說明的是，本實施例中採用的介質板為矩形板，在其他一些實施例中，也可以採用圓形板、橢圓形板或者其他異形板，但是不論其採用的介質板形狀如何或者蝶形槽單元、饋電微帶線單元形狀做一定的變形，均不應該理解為對本發明的限值。

本實施例提供的天線具有頻寬帶增益高等特點，饋電微帶線單元位於介質板接地面的背面；蝶形槽單元是在介質板接地面上的蝶形腐蝕區，蝶形槽的兩個蝶翼以饋電微帶線為中心左右對稱；信號源由微帶線饋電經過蝶形槽耦合輻射出去，本設計接地面將饋電層和輻射層隔離開，消除二者相互間的影響，同時有效克服傳統饋電方式帶來的電感效應和饋電網絡的寄生輻射。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。